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Berechnung von Volumen

Beispiel:

Berechne das Volumen des zusammengesetzten Körpers.

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Der gezeichnete Körper besteht aus zwei Teilen: einem Zylinder und einer halben Kugel, die auf dem Zylinder liegt.

Das Volumen des Zylinder kann man ja relativ einfach mit der Formel
V_Z = G ⋅ h = π ⋅ r² ⋅ h berechnen.

V₁ = π ⋅ r² ⋅ h = π⋅(2 m)² ⋅ 2 m = 8π m³ ≈ 25,13 m³

Bei der draufliegenden Halbkugel lässt sich das Volumen einfach als halbes Kugelvolumen berechnen:
V₂ = $\frac{1}{2}$ ⋅ $\frac{4}{3}$ π⋅r³ = $\frac{2}{3}$ ⋅ π ⋅(2 m)³ = $\frac{16}{3}$ π m³ ≈ 16,76 m³

Für das gesuchte Volumen ergibt sich somit: V = V₁ + V₂ ≈ 25,13 m² + 16,76 m² ≈ 41,9 m²

Berechnung von Oberflächeninhalt

Beispiel:

Berechne die Oberfläche des zusammengesetzten Körpers.

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Der gezeichnete Körper besteht aus zwei Teilen: einem Quader und einem halben Zylinder, der auf dem Quader liegt.

Normalerweise hätte der Quader 6 Flächen: je zwei mit dem Flächeninhalt a⋅b (Boden un Decke), zwei mit a⋅c (vorne, hinten) und zwei mit b⋅c (Seitenwände). Weil ja hier aber die Deckfläche nicht frei ist, sondern von dem halben Zylinder belegt ist, gilt hier für die sichtbare Oberfläche des Quaders:

O₁ = a⋅b + 2⋅a⋅c + 2⋅b⋅c
= 9 m⋅9 m + 2⋅9 m⋅6 m + 2⋅9 m⋅6 m
= 81 m² + 108 m² + 108 m²
297 m²

Bei dem draufliegenden Halbzylinder sehen wir vorne und hinten jeweils einen halben Kreis mit Radius 4,5 m,
also 2⋅ $\frac{1}{2}$ πr² = π⋅4,5² m² ≈ 63,62 m²
Außerdem haben wir noch den halben Zylindermantel: Dieser hat (abgerollt) die Form eines Rechtecks, bei dem eine Seite eben die Tiefe nach hinten b=9 m ist und die andere Seite ein halber Kreisumfang mit Radius r= $\frac{a}{2}$ =4.5 m, also U = π⋅r = 4.5π m.
Somit gilt für die sichtbare Oberfläche des Halbylinders:
O₂ = πr² + π⋅r⋅b = 4.5²π m + π⋅4.5⋅9 m = 60.75⋅π m² ≈ 190,85 m².

Für die gesuchte Oberfläche ergibt sich somit: O = O₁ + O₂ ≈ 297 m² + 190,85 m² ≈ 487,85 m²